ĐIỂM Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời ĐIỀU CHẾ ACID SUNFANILIC  Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Bời Ngày làm thí nghiệm : 26/05/2008 Lớp : ĐHHO2A Nhóm: I Họ tên sinh viên : Kha Hải Đăng Nhận xét: NỘI DUNG 1) MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Các acid sunfonic thơm được ứng dụng rộng rãi để tổng hợp phẩm nhuộm và dược phẩm. phản ứng sunfo hóa đặc biệt quan trọng vì sự có mặt của nhóm sunfo trong phân tử làm tăng tính tan của chất và dễ dàng sử dụng cho các phản ứng tiếp theo. Trong thí nghiệm này ta điều chế acid sunfanilic bằng phản ứng sunfo hóa. 2) TIẾN HÀNH, GIẢI THÍCH CÁC HIỆN TƯỢNG TRONG THÍ NGHIỆM Có hai giai đoạn chính xảy ra trong quá trình tiến hành thí nghiệm: Giai đoạn 1: điều chế acid sunfanilic: Giai đoạn 2: tinh chế acid sunfanilic: xảy ra từ công đoạn cho sản phẩm thu được vào cốc (cho acid thô vào cốc và thêm vào 75ml nước)  thu sản phẩm acid sunfanilic Sơ đồ thí nghiệm: 1 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời Nhỏ anilin bằng phễu nhỏ giọt (đuôi phễu chạm đến mặt chất lỏng để tránh bắn kết tủa anilinsunfat). Theo phản ứng: NH 2 H 2 SO 4 NH 2 HOSO 2 OH Anilin tạo muối sunfat với acid sunfuric và được sunfo hóa ở 180 – 190 o C thành acid sun fanilic: NH 2 HOSO 2 OH H HOSO 2 OHH 2 N H 180-190 o -2H 2 O NH 2 SO 3 H 2 Tác nhân SO 3 được tạo ra theo phản ứng: 2H 2 SO 4 SO 3 H 3 O HSO 4 Khả năng phản ứng của acid sunfuric tăng vọt khi tăng hàm lượng SO 3 , vì vậy nếu dùng acid sunfuric bốc khối (dung dịch SO 3 trong H 2 SO 4 100%) ở 40 o C phản ứng vẫn xảy ra và nhanh hơn khoảng 10 6 lần sso với sử dụng H 2 SO 4 100%. 2 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời Để biết phản ứng đã kết thúc, ta cho 1 giọt hỗn hợp phản ứng vào 4ml NaOH 10% thấy tan hoàn toàn. Nguyên nhân của điều này là proton của nhóm –SO 3 H rất linh động dưới ảnh hưởng của các hiệu ứng hút điện tử của nhóm –SO 2 – hay nói cách khác nhóm –SO 3 H là một nhóm chức có tính acid mạnh. Khi cho thêm NaOH 10% vào acid sunfanilic cần tinh chế: SO 3 H NH 2 NaOH H 2 O SO 3 Na NH 2 Do đó sẽ thu được một dung dịch trong. Acid hóa dung dịch này sẽ thu được một sản phẩm không tan trong acid là p-SO 3 C 6 H 5 NH 2 : SO 3 H NH 2 NaCl HCl SO 3 Na NH 2 3) TRẢ LỜI CÂU HỎI 3.1.Cơ chế phản ứng ghép cặp sunfo hóa: Phản ứng sunfo hóa là phản ứng thuận nghịch, cơ chế phản ứng có thể biểu diễn như sau: S O O O H SO 3 HSO 4 SO 3 H nhanh SO 3 H Giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản ứng  tạo phức σ Khi hợp vòng thơm có chứa nhóm chức như anilin trong thí nghiệm đầu tiên anilin tạo muối sunfat với acid sunfuric và sau đó mới sunfo hóa ở nhiệt độ 180- 190 o C thành acid sunfanilic: NH 3 H 2 SO 4 NH 2 HSO 4 -H 2 O NHSO 3 H NH 3 SO 3 180 o C sunfo hóa Anilin sunfat Acid sunfamic Acid sunfanilic 3 SVTH: Kha Hải Đăng Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời 3.2.Cơ cấu sản phẩm phụ: Nhóm –NH 2 gấn với vòng benzen trong anilin là nhóm thế loại 1 nên có khả năng định hướng nhóm thế thứ 2 vào vị trí ortho- và para-. Trên lý thuyết khả năng định hướng nhóm thế thứ 2 vào vị trí ortho- và para- thì xác suất tạo sản phẩm thế para- sẽ gấp đôi ortho-. Tuy nhiên do ảnh hưởng của hiệu ứng không gian và hiệu ứng nhóm thế có sẵn trong nhân benzen và kể cả kích thước tác nhân thế cũng ảnh hưởng đến tỉ lệ para/ortho. Trong thí nghiệm phản ứng sunfo hóa anilin có thể xem phản ứng thế –SO 3 H vào vị trí ortho là sản phẩm phụ vì tỉ lệ para/ortho tương đối lớn. Do kích thước tác nhân thế ái điện tử –SO 3 H lớn và hiệu ứng +I của nhóm –NH 2 mạnh nên cản trở sự tấn công của tác nhân thế ái điện tử vào vị trí ortho- trở nên khó khăn hơn. Sự định hướng nhóm thế thứ hai vào vòng benzen cũng có thể giải thích dưa vào độ bền của phức σ. Giai đoạn chậm quyết định tốc độ phản ứng thế ái điện tử là giai đoạn tạo phức σ mang điện tích dương. Nhóm thế thứ 2 đi vào nhân thơm, sẽ định hướng sao cho điện tích dương của phức σ được giải tỏa nhiều nhất, tức phức σ sẽ bền nhất. Phức σ thế vào vị trí ortho: NH 2 NH 2 SO 3 H H NH 2 SO 3 H H SO 3 H H 3.3. Hiệu suất phản ứng: Số mol anilin cho vào: n anilin = 1,0753 mol Khối lượng acid sunfanilic trên lí thuyết: m acid sunfanilic = 18,60 g Khi thực hiện phản ứng cân được: 12g acid sunfanilic Hiệu suất phản ứng là: H = 64,52 % 4 SVTH: Kha Hải Đăng . hành thí nghiệm: Giai đoạn 1: điều chế acid sunfanilic: Giai đoạn 2: tinh chế acid sunfanilic: xảy ra từ công đoạn cho sản phẩm thu được vào cốc (cho acid. ĐIỂM Báo Cáo Thực Hành Hóa Hữu Cơ GVHD: Nguyễn Văn Bời ĐIỀU CHẾ ACID SUNFANILIC  Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn